哈勃著名的"超深场""极深场"是什么
“只有坠入深渊，我们才能找到生命的宝藏。”——约瑟夫·坎贝尔
哈勃著名的"超深场""极深场"是什么？
自哈勃太空望远镜升空以来，我们用哈勃（以下简称哈勃）做过最勇敢的事情之一：就是用这个人类迄今为止最强大、最昂贵的望远镜长时间观察了一块极小区域的天空。你可能觉得，这有什么了不起、甚至是勇敢可言。
因为我们观察的这一片天空中完全没有任何已知的物体，没有明亮的星星，没有星云，也没有已知的星系，而且我们观察的时间不只是几分钟，一个小时，或者一天。在很长一段时间里，我们用哈勃凝视着虚无的空间，记录下了一张张纯粹的黑暗影像。 在我们所能看到的极限之外，我们发现了什么？令我们惊讶的是，貌似黑暗、虚无的背景下，在总共11天的观察中，下图就是我们发现的影像。
上图就是哈勃的超深视野，宇宙有史以来最深处的景象。看似一片空白的天空，哈勃探索着遥远的宇宙，看到人类肉眼甚至是借助望远镜都无法看到的星系。哈勃超深场的结果告诉我们，在天空的极小区域里存在着大量的星系。
哈勃超深场中所显示的范围为3平方角分，只有全天空12,700,000分之一的面积，通过在整个天空中推断这些结果，我们至少可以算出整个宇宙中有多少个星系。根据我们的观测，宇宙中可能至少有1000亿个星系。但这并不是哈勃故事的结局，也不是宇宙的全部，我们应该相信宇宙会给我们带来更多的惊喜。那些太暗而无法用“仅仅”11天的哈勃数据观测到的星系，以及哈勃最远的红外滤光器也无法捕捉到的红移太远的星系。因此宇宙中包含着比哈勃超深场中更多的星系，只要我们有足够的曝光时间。在过去的十年里，哈勃在一个更小的空间区域里，总共寻找了23天，是超深场时间的两倍多。下图就是著名的哈勃极深场！
这幅图对你来说可能很熟悉，但略带些陌生。为什么说你熟悉哈勃极深场呢？因为极深场（或XDF）实际上是超深场的一部分，如果我们将两个图像缩放并以4.7度相对旋转，就可以将两幅图像重叠在一起！
在同一个区域里XDF中所包含的星系要比HUDF中所包含的星系多得多。将两幅图像的局部放大，从上到下相互比较一下，你就可以清楚地看到在XDF中还有多少个星系。下图：
当然，超深场（上图1）所显示的星系已经让我们足够震撼，但是在XDF中的星系比超深场多了75%以上！如果我们把极深场的结果应用到整个天空中，我们会发现整个宇宙中大约有2000亿个星系，大约是我们从HUDF得到的两倍。那么这个星系数量是怎样估计出来的？首先，XDF的面积只是满月的很小一部分。
假如XDF只是一个典型的空间区域，并且我们也知道宇宙在各个方向上是均匀分布的。因此我们可以计算需要多少XDF才能填满整个夜空，大约是3200万个。然后乘以我们在XDF中找到的星系数量，这就是我们如何得到宇宙中大约有2000亿个星系的方法。哈勃到这里就算尽力了，但我们人类探索宇宙深处的脚步并不会停止。超深场和极深场刷新了我们的宇宙观，让我们更加期待即将升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜
上图可以看到，只要我们看的足够远，我们就能看到更多的星系，遥远星系的光需要几十亿年时间才能到达我们的视野。XDF虽然已经发现了更远、更多的星系，这些星系的光到达我们这里已经传播了50亿到90亿年，HUDF根本无法捕捉到这些星系相对较暗的光线。但是在早期宇宙，发光已经超过90亿年的星系呢？。即使是XDF也没有捕捉到这些星系；为此我们需要一架真正的红外太空望远镜，这就是詹姆斯·韦伯接下来需要完成的事情。如果韦伯望远镜能按时升空，扩展哈勃的视野，我们会发现宇宙中甚至有接近一万亿个星系，这一点都不奇怪。下面，我们再来对比一下旋转和裁剪成XDF尺寸的HUDF图像：
新的XDF图像!
我们将超深场和极深场分割成四个小块进行一下详细的对比，每个图片的左边是（旧的）HUDF图像，右边是（新的）XDF图像。
比例可能略有偏差，但仍然可以看到两者在星系细节上的区别。哈勃收集光线的工作原理是，当我们观察两倍的时间，通常可以多看到41%的深度。通过两者之间的对比，我们最深刻的体会就是，我们真的急需一台更加强大的红外望远镜，能够远红外线下看到更深的宇宙，这样我们就能看到XDF上也看不见的星系。这就是目前宇宙最深处的景象。这就是哈勃超深场和极深场，以及它们之间的区别。它们让我们知道了宇宙的广阔和宇宙中星系的大致数量。我们也能想到的是，韦伯望远镜的升空，会再一次刷新我们的宇宙观。
未来深空探测如何克服距离（速度）问题
未来的宇宙旅行必需借助时空的交互，也就是时空的转换来完成几万光年距离的探索，最简单的一种就是虫洞，虫洞是时空转换的一种，在三维空间里的距离转换到四维及以上空间后就可以直接到达，当到达高纬度的时候时间距离可以无限的接近零，道理是高纬度空间折叠了时间与空间，可以如二维空间转换成三维空间后一个平面上的点到另外一个无限远的二维平面上的点可以用弯曲此二维平面上的点的方法，那么二维中的这个点可以用转换成三维空间的方法让这个无限远的点弯曲而与第一个点重叠，那么此时二维中的这个点到达无限远的点的时间距离都为零，虫洞则是连接两个点之间无限近的距离并且打通连接的最小距离的能量的通道，同理三维空间需要四维及以上空间来完成弯曲，这样我们到达宇宙中无限远任何一个点的距离与时间就都为零
光子在空中飞来飞去，那它是怎么消失的
光是世界上必备的物质，往往就和空气一样被人淡忘。
准确地说，我们在200年前甚至都不知道光是什么？尽管此前牛顿和胡克分别认为光是粒子和波，但是那只是对光的性质猜测而已。距离彻底认识光的本质还有很长的路要走。
我们现在知道光是由光子这种物质构成的，光子没有静止质量，只有运动质量，光子具有波粒二象性，光子从原子内部发出和从能量转化而来。
回到题目本身，空气中的光子其实寿命十分短，基本上很快就被物质吸收了
光子在空气中会遇见空气分子，灰尘，水蒸气等等物质，这些都会吸收光子
让我们从微观的角度探讨一下光子是如何被吸收的？
不光是氧气，氮气，二氧化碳分子还是雾霾、水分子等等 都是具有原子结构的，这些原子在化学键的作用下形成分子，分子的叠加才有机会形成肉眼可观的物质（空气除外）
空气中的各种原子都具有核外电子，光子在撞击到核外电子后会被吸收，而吸收光子的核外电子会处于激发态，理论上会释放出被吸收光子相近频率的光子。
所以空气中的光子被原子内部的核外电子吸收后会使其处于激发态，并又释放光子。
所以空气中的光子就是一个不断被吸收和释放的过程。
如果光子不会被吸收，那么我们就看不见物体的颜色了，正是因为光子被物体吸收后，再发射出的光子会呈现与原先不同的频率，这种频率在可见光的范围内就是物体的颜色。
那么光子在什么情况下不会消失？
只有一个答案：那就是不碰到任何物质，比如浩瀚无垠的宇宙深空。
只要光子不遇到物质，那么它们就会永远在宇宙中飞行，它们不会凭空消失。
正是如此，我们才能看见460亿光年外星系发出的光，甚至可以看到宇宙大爆炸的第一缕光。
宇宙里有多少个星系
以人类现有的观测结果推测，可观测宇宙的跨度大约为930亿光年，也就是说光从宇宙的一头传播到另一头需要930亿年的时间。这是我们所知的宇宙范围，至于可观测宇宙之外是什么目前还不清楚，有可能是什么也没有，也有可能是还有更大的范围。那么，可观测宇宙的大小是如何得到的呢？
天文学家先是发现宇宙空间正在膨胀的事实，此后又发现宇宙早期的高温过程所残留下的余热——宇宙微波背景辐射。再结合其他证据，天文学家推测，宇宙起源于138亿年前，那时宇宙空间不存在，物质也不存在。直到发生宇宙大爆炸，空间开始扩张。并且在宇宙诞生大约90亿年之后，在暗能量的推动下，宇宙空间开始加速扩张，并且一直持续到现在。由于空间扩张无处不在，经过持续138亿年的扩张之后，空间范围已经拉伸到930亿光年。随着宇宙空间的进一步加速膨胀，可观测宇宙的范围还会变得越来越大。
在宇宙大爆炸早期，产生了氢和氦元素。在宇宙诞生数亿年之后，随着温度的下降，气体云和暗物质团聚集形成星系。根据不久前的一项研究，可观测宇宙中的星系数量至少为2000亿个，而最高数量可能是这个10倍。在这些星系中，每个都包含着很多的恒星。据估计，整个宇宙的恒星数量比地球上的所有沙子还多。我们的银河系就是茫茫宇宙中的一个普通星系，其中的恒星数量大约有上千亿，这当中就包括我们的太阳。
